第三章 空气质量

家畜环境卫生学Chapter3空气质量舒邓群13607047771江西农大动科院家畜环境卫生学内容提要Section1大气中的有害气体一、大气的结构与成分二、大气中的污染物Section2畜舍内的有害气体一、氨二、硫化氢三、一氧化碳四、二氧化碳五、空气环境质量标准六、消除舍内有害气体的措施Section3空气中的微生物家畜环境卫生学空气质量是指空气中含有的各种化学成分的种类和数量，是空气环境的重要组成部分。空气质量大体包括：大气中的有害气体、畜舍内的有害气体、空气中的微粒和微生物等。家畜环境卫生学Section1大气中的有害气体一、大气的结构和空气的基本组成自然状态下的大气是一种无色、无臭、无味的混合气体。在一般情况下，空气的各组成成分几乎是恒定的。其主要成分氮占78.09％、氧占20.95％、氩占0.93％，这三种成分占大气总量的99.07％。除此之外，还有微量的氖、氦、氪、氙等稀有气体。这此气体之间保持着一定的比例，基本上是不随时间、空间的变化而变化，故称之为“恒定成分”。而另一方面为“可变组分”，是指大气中的二氧化碳、水蒸汽、臭氧等，在一般情况下，二氧化碳的变动范围为0.02％～0.04％，水蒸汽的变动范围为1.0%～4.0%,臭氧的含量随雷电和太阳辐射的强弱而变化，变动范围为20ppb～500ppb。家畜环境卫生学二、大气中的污染物大气中的污染物主要分为自然来源和人为来源两大类。自然界的火山爆发、森林火灾、地震和各种天然矿藏可产生大量的污染物质，如各种微粒、硫化氢、硫氧化物、各种盐类和异常气体等，能造成局部的或短期的大气污染。人为的来源为工农业生产过程的人类生活排放的有毒、有害气体和烟尘，如氟化物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧化铁微粒、氧化钙微粒、砷、汞、氯化物、各种农药的气体等。燃料的燃烧是造成大气污染最主要的来源，污染源数量多、排污量大、受害范围广。家畜环境卫生学（一）氟化物（剧毒）1.理化特点氟为淡黄色的气体，具有强烈的刺激性的臭气。在自然界情况下，一般不存在游离状态的氟，而是以氟的化合物的形式存在。氟化氢（HF）和SiF4来源：工业性氟的污染。在炼钢厂、磷肥厂、电解铝厂、玻璃厂、石油化工厂三、大气中的有害气体对家畜的影响家畜环境卫生学氟化氢（HF）和SiF4特点：HF－－无色、刺激性、、腐蚀性、有毒气体。SiF4--无色、有窒息性气体。氟化物是一种累积毒物。家畜环境卫生学2．氟化物对家畜的影响（1）引起刺激和感染对眼和呼吸道粘膜产生强烈的刺激作用，发生慢性炎症，严重时，可发生支气管炎、肺炎，甚至引起反射性窒息。家畜环境卫生学（2）牙齿和骨骼病变（发生氟中毒）氟斑牙：牙齿表现为表面粗糙，不光滑，无光泽，由白色变为黄褐色、黑褐色，珐琅质呈斑状缺损，齿缘呈锯齿状，有缺损，易松动脱落。氟骨症：骨骼表现为骨质疏松，脆弱易折，腰、四肢酸疼，四肢僵硬，跛行，跪地吃草，最后导致食欲降低，采食不便，消瘦，衰竭而死亡。家畜环境卫生学机理：影响Ca、P代谢。一方面，氟→机体+Ca→CaF2损坏骨骼和牙齿（氟齿症、氟骨症）另一方面，由于血钙的减少，使甲状旁腺功能增强，抑制肾小管对磷的吸收，使磷从尿中大量排出。家畜环境卫生学3．卫生标准空气中氟的最高容许浓度一次量为0.02mg/m3,日平均为0.007mg/m3。4.限量配合料中肉、蛋鸡35mg/kg，肉猪100mg/kg牛、羊、马、猪中，牛最敏感，特别是奶牛，其次是马，猪较少中毒。家畜环境卫生学（二）二氧化硫(SO2)分布广、排放量大、常作为大气污染的重要指标。1、理化特点SO2大气中可被自由基氧化成SO3,再溶于水汽中形成硫酸雾；也可先溶于水汽生成亚硫酸雾再氧化成为硫酸雾。家畜环境卫生学2、SO2的来源含S燃料（煤、石油）的燃烧含S矿石的冶炼、硫酸厂、造纸厂、石油化工厂。我国煤的含硫量为0.7～5.5%，重油含硫量为0.1～3.8%，在无净化设备条件下，每燃烧100吨煤，平均约产生SO22.83吨。家畜环境卫生学3、二氧化硫对家畜的影响（1）对眼结膜和呼吸道粘膜产生刺激作用SO2为窒息性气体，有腐蚀作用，易溶于水，具有很强的刺激性，能刺激眼结膜和鼻咽部粘膜。先刺激上呼吸道，再危害呼吸道深部，导致支气管炎（高浓度）、肺气肿和肺水肿（极高浓度），并继发引起心脏障碍（2）SO2引起牛、羊、马、猪、狗等动物发生疾病和死亡。其中牛对SO2的反应最为敏感，羊、马对二氧化硫的抵抗力较强，家畜环境卫生学（3）SO2是酸雨的主要形成物，pH值小于5.6者简称为酸雨。通常的酸雨pH值在4.5～4.0，个别低于3.0。危害：①人产生眼睛刺痛，皮肤蜇伤，哮喘、肺气肿等疾病。②家畜饮用酸水或采食此种酸性饲料后，发生酸中毒。③酸雨对水域酸度增加，导致鱼种数量减少，甚至灭绝。④酸雨使土壤质量降低，土壤受酸的侵蚀，引起树木根系萎缩，树干枯死，致使生态系统遭到破坏。家畜环境卫生学酸雨的伤害家畜环境卫生学4、卫生标准二氧化硫一次最高容许浓度为0.15mg/m3,日平均最高容许浓度为0.05mg/m3。家畜环境卫生学（三）氮氧化物（NOx）1．理化特点氮氧化物（NOx）是NO、N2O、NO2、NO3、N2O3、N2O4、N2O5等含氮气体化合物的总称。来源：空气中的氮氧化物最主要的来源是各种燃料，在工农业生产过程中，汽车和拖拉机排放的废气，家畜环境卫生学2．氮氧化物对家畜的影响氮氧化物难溶于水，故对眼睛和上呼吸道的刺激作用较小，而易于侵入呼吸道深部及肺泡。NO，是家畜生理活动所必需的，起到第三信使的作用。3．卫生标准空气中二氧化氮的最高容许浓度为0.15mg/m3(一次监测浓度)。家畜环境卫生学Section2畜舍中的有害气体舍内外空气化学组成存在很大差异，主要表现在：1、正常空气中主要组成成分的比例发生改变：如CO2、水汽等增多；N2、O2减少；2、正常空气成分中增加了新的成分：如NH3、H2S、CO、CH4、酰胺、硫醇、甲胺、乙胺、乙醇、丁醇、丙酮、2-丁酮、丁二酮、粪臭素和吲哚等。常见、危害最大：NH3、H2S、CO家畜环境卫生学原因：（1）家畜的呼吸、排泄物和生产过程中有机物的分解，（2）畜舍外围护的结构，使舍内外空气不能进行有效的交换，家畜环境卫生学一、畜舍内有害气体的产生畜牧场恶臭的主要来源是家畜粪便排出之后的腐败分解。分为三个阶段：酸酵解阶段：酸发酵减弱阶段：碱性发酵阶段：家畜环境卫生学二、有害气体的种类硫化物－－H2S甲基硫醇氮化物－－NH3甲基胺脂肪族化合物－－酪酸、吲哚、类臭素等有资料表明，牛粪有害气体成分有94种，猪粪有230种，鸡粪有150种。家畜环境卫生学三、畜舍内有害气体对家畜的影响（一）NH31.理化特性和来源氨为无色气体，具有强烈的刺激性，极易溶于水，（常温下，1体积的水可溶解700体积的NH3；0℃时，1L水可溶解907gNH3。）来源与分布：含氮有机物（粪、尿、饲料和垫草等）分解而来。氨的比重较小，在温暖的畜舍内一般升上舍顶，但由于氨产自地面和家畜的周围，因此在畜舍内下部含量较高。分布不均匀家畜环境卫生学2.氨对家畜的影响（1)产生刺激和感染家畜的眼结膜产生化学性刺激，粘膜充血，发生炎症，严重者失明。呼吸道粘膜咳嗽，打喷嚏，充血，红肿，分泌物增加，甚至引起肺部出血和炎症家畜环境卫生学（2）造成组织缺氧氨吸入肺部，可通过肺泡上皮自由进入血液，与血红蛋白（Hb）结合，置换氧基，破坏血液运氧的能力，造成组织缺氧，引起呼吸困难。家畜环境卫生学（3）对神经系统的影响低浓度时，反射性引起呼吸暂时停止，主要是有害气体刺激三叉神经和嗅觉神经。高浓度时，使中枢神经发生麻痹而死亡。家畜环境卫生学（4）慢性中毒家畜长期生活在低浓度的NH3环境中，虽然没有明显的病理变化，但出现采食量降低，消化率下降，对疾病的抵抗力降低，生产力下降，这种慢性中毒，需经过一段时间才能被人察觉。这种情况，往往损失最为严重，应引起高度注意。家畜环境卫生学空气中NH3量对鸡产蛋能力影响NH3浓度（ppm）性成熟（产蛋达50%）的日龄产蛋率（%）23～26周龄35～38周龄015870.290.952.617251.586.778.317742.283.8家畜环境卫生学家畜环境卫生学家畜环境卫生学家畜环境卫生学家畜环境卫生学家畜环境卫生学NH3的浓度及症状NH3的浓度（ppm）人的症状く10不易感觉20-30喉头感到刺激50眼流泪，鼻塞70眼受到强烈刺激，咳嗽100流鼻涕，口水增多专家们认为，一旦鸡舍内测出NH3来，那么NH3早已过量了，在离地1.5～1.8m高处闻到NH3味时，靠近地面处的NH3浓度则更高。家畜环境卫生学鸡舍内氨气的体感检测法：检测者进入鸡舍后，若闻到有氨气味且不刺眼、不刺鼻，其浓度大致在7.6mg/m3～11.4mg/m3左右；当感觉到刺鼻流泪时，其浓度大致19.0mg/m3～26.6mg/m3之间；当感觉到呼吸困难，睁不开眼，泪不止时，其浓度大致可达到34.2mg/m3～49.4mg/m3左右。家畜环境卫生学1、通风不良、有害气体50－100ppm的氨气、大于10ppm的硫化氢、拥挤、营养不足或不得当、空气粉尘的刺激，大颗粒粉尘、10－15um刺激上呼吸道，小颗粒粉尘刺激下呼吸道，造成波氏杆菌（Pm）增殖,产生类毒素。2、后续感染多杀性巴氏杆菌（Bb)。Pm产生的类毒素会激活Bb从定居的上皮细胞内释放出来，并迅速繁殖，释放皮肤坏死性毒素，损伤纤毛和粘膜，造成鼻甲骨的萎缩。3、没有波氏杆菌的感染，就不会有巴氏杆菌的感染，即波氏杆菌感染后，对生产没有影响，但它会后续感染巴氏杆菌，对生产有很大影响。4、破坏鼻甲骨的不是这两个细菌，而是它们在繁殖的过程中所释放的毒素，也就是说正常状况下，Pm、Bb两个细菌尽管存在，但不产生毒素，对机体没有任何损伤；但一旦在应激条件下，它们增殖就产生毒素，就会对机体造成损伤。猪萎缩性鼻炎（AR）有两种存在的形式：1、支气管败血波氏杆菌（Pm），也叫非进行性萎鼻（NPAR），就是说它对生产不造成损失，而且能够自愈，不进行下去，所以也叫可逆性萎鼻。2、多杀性巴氏杆菌（Bb），也叫进行性萎鼻（PAR），对猪的生产造成损失的主要是这一病原，释放的D型和A型的毒素对鼻甲骨的纤毛，粘膜造成损伤，不能修复，所以也叫不可逆性萎鼻。家畜环境卫生学（二）硫化氢（H2S）1．理化特性和来源硫化氢是一种无色、有腐蛋臭味和刺激性、窒息性气体，可燃，有很强的还原性，易溶于水，家畜环境卫生学来源和分布：来自含S有机物的分解。如粪、尿、垫草、饲料、破蛋等。家畜采食富含蛋白质的饲料，而消化机能紊乱时，H2S从肠道排出。H2S比重大，又来自于地面，故愈接近地面，浓度愈高。据测定：30.5cm，3.4ppm；122cm0.4ppm。家畜环境卫生学2、硫化氢对家畜的影响（1）引起刺激和感染（比NH3更严重）S2－＋Na+－Na2S具有腐蚀作用H2S本身的刺激性，故产生强烈的刺激作用，引起眼炎和呼吸道炎症。家畜环境卫生学（2）破坏细胞呼吸，造成组织缺氧H2S具有强烈的还原性，H2S随空气经肺泡壁吸收进入血液循环，与细胞中氧化型细胞色素氧化酶中的Fe3+结合，破坏了这种酶的组成，因此，影响细胞呼吸，造成组织缺氧。家畜环境卫生学（3）慢性中毒高浓度时----急性中毒，直接压制呼吸中枢，引起窒息而死亡。低浓度、长时间---慢性中毒。家畜环境卫生学H2S浓度及猪的中毒症状20ppm-----怕光，食欲减退，神经质50～200ppm--呕吐，恶心和腹泻650～800ppm---呕吐，失去知觉，麻痹死亡，中毒过程很快家畜环境卫生学畜舍内存在H2S判断：铜质器皿或电线生成黑色CuSO4镀锌的铁器表面有白色沉淀ZnS白色油漆表面变成棕色，甚至黑色。家畜环境卫生学（三）一氧化碳(CO)1、理化特性和来源无色，无味，无臭，难溶于水。一般畜舍内没有CO。冬季在封闭舍（幼畜舍、育雏舍）生火取暖时，如果煤炭燃烧不完全，就会产生CO一般为均匀分布，下多。家畜环境卫生学2、一氧化碳对家畜的影响造成组织严重缺氧机制：①CO与Hb具有巨大的亲